سولفید سدیم (دی سدیم سولفید یا سولفور سدیم) جامدی سفید رنگ و محلول در آب است که می تواند محلول های قلیایی ایجاد نماید. سولفید سدیم و هیدرات های آن در معرض هوا، می توانند گاز هیدروژن سولفید (H2S) آزاد نمایند که بوی بسیار تندی (شبیه به بوی تخم مرغ گندیده) دارد. سدیم سولفید صنعتی به دلیل وجود پلی سولفیدها معمولاً به رنگ زرد و قرمز آجری وجود دارد.
انواع سولفید سدیم
1- سولفید سدیم متبلور
در حالت متبلور هر مولکول سولفید سدیم بین 7 تا 9 مولکول آب تبلور دارد و خلوص آن در حدود 29 تا 30 درصد می باشد.
2- سولفید سدیم پرک
در این حالت سولفید سدیم در انتهای فرآیند تولید طی عملیاتی مانند برش به شکل تکه های پولکی شکل در می آید، در این حالت سدیم سولفید دارای خلوصی در حدود 60 درصد می باشد.
3- سولفید سدیم شکسته
سولفید سدیمی که به صورت کلوخه از شکستن قطعات بزرگ آن پس از خشک شدن به دست می آید و دارای خلوص 55 تا 60 درصد می باشد.
کاربردهای اصلی سدیم سولفید عبارتند از:
1- در ساخت رنگ های نساجی گوگردی و در رنگرزی منسوجات و ابریشم مصنوعی مورد استفاده قرار می گیرد. (می توان از سولفات مس نیز به عنوان جایگزین استفاده نمود)
2- در صنعت چرم سازی (می توان از سولفات سدیم نیز به عنوان جایگزین استفاده نمود)
3- در صنایع کاغذ سازی کاربرد بسیار زیادی دارد، به عنوان مثال در تولید کاغذهای تحریر و روزنامه از این ترکیب استفاده می گردد.
4- به عنوان احیاء کننده ضعیف در برخی واکنش های شیمیایی کاربرد دارد.
5- در صنعت کشاورزی به عنوان انگل کش کاربرد بسیار زیادی دارد.
روش های تولید سولفید سدیم
به طور کلی سه روش به منظور تولید سدیم سولفید وجود دارد:
1- احیاء سدیم سولفات با زغال سنگ
2- واکنش هیدروژن سولفید و سدیم هیدروکسید (سود پرک، سود سوزآور)
3- الکترولیز نمک سدیم کلرید و ترکیب ملغمه سدیم با گوگرد
مواردی همچون دسترسی به مواد اولیه، نوع فرآیند، کیفیت محصول تولید شده، راندمان واکنش و جنبه های اقتصادی فرآیند موجب انتخاب روش مناسب می شود.
تولید سدیم سولفید به روش احیاء سدیم سولفات با زغال سنگ
در این روش از سولفات سدیم و زغال سنگ به عنوان مواد اولیه استفاده می شود. ابتدا سدیم سولفات و زغال سنگ را به نسبت 2 به 1 با یکدیگر مخلوط می نمایند، سپس حدود 5 درصد کربنات سدیم به آن می افزایند که از یک سو باعث سرعت بخشیدن به جریان واکنش می شود و از سوی دیگر عاملی در جهت خنثی نمودن هرگونه اسید آزاد عمل می نماید. مخلوط را درون یک کوره انعکاسی (شعله ای، Reverberatory Furnace) در درجه حرارت 1000 درجه سانتی گراد قرار می دهند، به طوری که برای تکمیل شدن عمل احیاء نیاز به حدود 2 تا 2/5 ساعت زمان است.
محصول به دست آمده از کوره که به آن خاکستر سیاه (Black Ash) گفته می شود را پس از سرد نمودن، خرد کرده و توسط آب گرم چندین مرتبه شستشو می دهند و در پایان در دمای 50 درجه سانتی گراد سدیم سولفید حاصل را استخراج می نمایند. انواع مختلف سدیم سولفید با رنگ های زرد متمایل به قهوه ای روشن از این روش به دست می آید. اما اگر بخواهیم بلورهای سفید سولفید سدیم تولید نماییم، با افزودن حدود 0/5 درصد سیانید سدیم (سیانور سدیم) به مایع قبل از بلور سازی، امکان پذیر خواهد بود.
تولید سدیم سولفید در اثر واکنش هیدروژن سولفید و سدیم هیدروکسید
در این روش سدیم هیدروکسید با غلظت حدود 38 درصد را به درون برج تزریق می نمایند تا با گاز هیدروژن سولفید وارد واکنش شود. در اثر این واکنش محصول میانی سدیم هیدروسولفید (سولفیدات سدیم، NaHS) تولید می گردد.
این واکنش در دمای 50 درجه سانتی گراد و فشار 3 اتمسفر انجام می گیرد. به این ترتیب سدیم هیدروسولفید به دست آمده پس از تکمیل عمل جذب توسط پمپ وارد مرحله بعدی فرآیند می شود. لازم به ذکر است که در صورت نیاز می توان محصول میانی سدیم هیدروسولفید را در این مرحله از چرخه تولید خارج نموده و پس از تغلیظ و پرک نمودن به عنوان محصول به بازار عرضه نمود. در غیر این صورت محصول میانی سدیم هیدروسولفید را وارد رآکتور نموده و با محلول 38 درصد سدیم هیدروکسید مجدداً وارد واکنش می نمایند، تا در نهایت محصول سولفید سدیم حاصل شود.
سولفید سدیم حاصل در این مرحله وارد تبخیر کننده شده و توسط جداکننده، بخارات آن خارج می شود. ماده حاصل در این مرحله پس از عبور از پمپ به بستر شناوری وارد می گردد که در آن بستر شناور، سیلندری محتوی آب سرد قرار دارد. لایه ای از مایع سدیم سولفید که در داخل بستر شناور وجود دارد به سیلندر چسبیده و این لایه بر اثر برودت آب داخل سیلندر به صورت کریستال شده توسط کاردکی از سیلندر جدا می گردد و سپس وارد دستگاه پرک ساز می شود و به صورت پرک در می آید. پرک حاصل به بخش بسته بندی منتقل شده و در بسته های 25 تا 50 کیلوگرمی بسته بندی می شود و به انبار محصول منتقل می گردد.